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向云端要预见期 与山洪抢“窗口期”

——水利测雨雷达建设应用的四川实践

发表时间:2026-09-12

  □本报记者 张佳鑫 通讯员 谭艳

  在四川省广元市利州区宝轮镇天曌村的深山里,矗立着一座15米高的银色钢塔。塔顶,一部白色的相控阵雷达正匀速转动,向着苍穹发射电磁波,对周边低空云团做立体“CT扫描”。

  这样的场景,正在巴蜀大地的一座座山头陆续呈现。截至目前,四川省已组网建成81部水利测雨雷达,约占全国建成总数的三分之一,覆盖全省51.25%的面积、57.34%的山洪灾害危险区及68.09%的山洪灾害隐患点,建设规模与应用实践走在全国前列。

  四川攻坚克难,将一部部雷达设备安装在高山高原,延长预报预见期、提高预报精准度,让“天眼”在防汛实战中显著见效——防汛工作从“被动应对”转向“主动预警”,防御关口从“落地雨”提前到“云中雨”。

  短板在山间,答案在云端

  四川处于青藏高原向盆地的过渡地带,山地占全省面积近八成,地形高差巨大。据四川省水利厅统计,全省登记在册的山洪灾害危险区多达2.35万处。

  近10年,山洪灾害造成的死亡失踪人数,占全省洪涝灾害总死亡失踪人数的85.7%。山洪,已成为四川防汛减灾的“心腹大患”。

  “强降雨是引发山洪的最主要因素。受地形气候影响,四川大量高山峡谷区域,由于降雨集中,山地高差大,汇流时间短,极易引发山洪。”四川省水利厅防御处副处长李余波道出山区降雨监测的痛点,“这些区域山高路险,传统地面雨量站受地形和交通制约很难布设,存在大量的监测盲区。气象雷达主要用于监测高空大尺度天气系统,对小范围局地暴雨的落区、强度捕捉精度也很有限,现有监测手段已无法满足山洪防御的需要。”

  这就是四川大规模建设水利测雨雷达的底层逻辑——补齐山区临灾降雨监测短板,刻不容缓。四川按照水利部构建雨水情监测预报“三道防线”部署有序推进,把“第一道防线”的建设重点放在水利测雨雷达上。

  针对复杂地形与多变气候,四川因地制宜,精心布局两类装备。建设的主力是固定式X波段双极化相控阵测雨雷达,优势在于时空分辨率高,采用无缝隙连续仰角步进扫描,60秒内就能完成一轮完整体扫,输出最高分辨率为30米×30米的精细化降雨网格数据,非常适合对重点防治区进行常态化监测。

  但这一类雷达的局限在于位置固定,在川西深切峡谷中容易因地形遮挡而产生盲区。为此,四川还引入了移动式测雨雷达。它由越野车辆搭载,抵达现场半小时内即可投入工作,可快速开赴重点区域开展应急补盲监测。

  两种雷达互为补充,构建起全天候、全地形的立体感知矩阵。

  省地共建,塔立山巅

  技术路径可行,但资金压力随之而来。把单部造价数百万元的测雨雷达批量布设进山地和高原,资金需求量极大。

  为统筹布局、加快进度,四川探索了“省地共建”模式。李余波介绍,省级财政统筹承担雷达主机设备采购、数据综合处理站建设费用;市县负责辖区内雷达站铁塔、站房、道路、供电、通信等配套基础设施建设。

  以广元市为例,已建成的5部测雨雷达,设备采购安装调试约3000万元由省级负责,地方基础配套约1100万元由各县区落实。“利州区分布着110处山洪灾害危险区,防汛压力大。”利州区水利局水旱灾害防御股负责人张磊介绍,天曌村这处点位,区里落实配套投资163万元,2025年8月11日开工,9月15日就完工了。

  雷达建起来是第一步,持续稳定运行同样关键。在高海拔环境中,如何对抗冰冻严寒,防范断网断电?四川省水利厅给出了一套“硬核”保障方案:站房设备可耐受零下40摄氏度至零上55摄氏度的极端温度,海拔3000米以上站点全部采用砖混结构站房保温防寒;钢结构铁塔按100年一遇基本风压设计,并采用热镀锌防腐抵御冰雪侵蚀。

  通信方面,每个雷达站点部署双运营商独立专线;供电方面配置“不间断电源(UPS)+柴油发电机”,在电网供电中断的极端工况下,能有效保障雷达连续运行时间不少于24小时。

  硬件立得稳,“天眼”看得清。建成投用的雷达持续向空中发射电磁波,碰到云层里的雨滴、冰晶等粒子,信号就会反射回来;依据回波信号的强弱,再结合外推算法,就能算出雨下多大、雨区在哪、往哪个方向移动,提前1至3小时发出精准预警。

  张磊说,这有利于更早识别风险,为预警发布、责任人“叫应”、隐患点巡查、群众转移避险等争取宝贵时间。

  组网成势,精准预警

  “天眼”立了起来,“单兵”作战却有局限——单部雷达探测半径只有四五十公里,山一挡就看不见,雨一大就测不准,云团一飘远就跟丢……

  这些短板需要“组网”来弥补:一部雷达被山体挡住看不到的区域,由另一部补测;信号被大雨衰减的部分,由邻近雷达就近订正;云团从邻县飘来,站与站之间接力盯住。更重要的是,组网拼出的是整个流域的面雨量,而这正是洪水预报作业的刚需。

  雷达反演的数据也需进一步校准。系统把地面雨量站逐5分钟的累计雨量作为参照,与雷达数据融合成网格实况,再逐个时次比对预报值与实况值的偏差,把偏差反过来修正到新的预报里……实况一更新,订正就跟着更新,预报越滚动越准。

  雷达反演的累计雨量和校准后的未来预报雨量,会逐一匹配山洪灾害危险区关联雨量站的预警阈值,一旦达到阈值便自动触发预警,点对点直达基层防汛一线。

  这一预警链条的实效,在今年7月的一次实战中得到检验。7月10日至11日,乐山市马边彝族自治县遭遇强降雨,最大降雨量达254.5毫米。“位于马边县的雷达与周边峨边、沐川、屏山、雷波的4部雷达组网监测,并与乐山气象S波段雷达数据多源融合。”马边县水务局负责人施福军说,7月10日16时,雷达就捕捉到强降雨云团自相邻的峨边上空持续向马边移动,判断云团移动快、影响范围扩大后,当地逐级开展“喊醒叫应”。

  11日6时至7时,结合雨量站实况和山洪“四预”平台,马边县向13个危险区发出120条转移信息。7时30分山洪暴发,而受威胁的1412户4814人已提前10分钟全部安全转移,实现人员“零伤亡”。

  预警越来越准,转移工作更加顺畅。在2025年已布设测雨雷达的绵竹市,水利局总工程师林森说:“过去,根据预警发出转移指令后,好不容易转移了群众,雨却迟迟不来,大家怨言不少。如今预报精准度大幅度提升,每次转移后必有强降雨出现,群众信任度明显提高,我们下达指令也更有底气。”

  组网再密,也有雷达波束难以触及的盲区。面对那些灾害发生时极易断网、断电、断路的高山无人沟谷,四川探索了针对性的补充办法——利用无人机精准投送能自动调平、太阳能供电的“雨神—1号”微型雨量站,数据经北斗卫星系统独立回传,填补了临灾监测的“盲区”,与测雨雷达一起筑牢监测防线。

  难题待解,布局提速

  测雨雷达的“利器”作用已初步显现,但当前仍有诸多难关亟待攻克——受复杂地形约束,部分片区难以达到理想的三角组网条件,局部波束遮挡依然存在;X波段雷达固有的雨衰效应及高原冰雪粒子识别误差,仍需依靠长期比对率定、持续优化反演算法来弥补。

  长效运维与队伍建设等方面也面临挑战。每部雷达每年约30万元的运维经费,对基层财政是不小的压力。既懂雷达气象又懂水文预报的复合型人才十分紧缺,系统性的培训迫在眉睫。

  面对难题,四川正在积极探索。2026年1月,四川省水利厅印发相关通知,按照“谁建设、谁负责”原则,明晰测雨雷达产权单位运行维护主体责任,构建分级负责、协同联动的管理体系。目前,省水文中心已编制《四川省水利测雨雷达运行管理办法(试行)》,从制度层面保障长效运行。

  四川省水利厅相关负责人表示,四川2026年计划再推动建设59部水利测雨雷达,加快推进现代化雨水情监测预报体系建设。实施后面积覆盖率提升至81.25%,山洪灾害危险区覆盖率提升至94.91%,泥石流隐患点覆盖率提升至90.48%,组网率提升至80%。同时,建立完善验证机制,持续优化算法模型,不断提升已建水利测雨雷达监测预警精度。

  水利测雨雷达的应用场景向纵深拓展,在更多领域发挥效能。除了山洪防御,高时空分辨率的降水实况还将服务于水库削峰错峰调度、堰塞湖溃决风险评估,以及涉水景区、在建工程的安全管控,全面升级水文“四预”全链条服务能力。

  此刻,四川各地的测雨雷达仍在匀速转动。测到的每一组数据,最终都要落到具体的判断上——雨降在哪,雨有多大,会不会成灾。提前1至3小时的预警,在与山洪的竞速中抢出宝贵的生命“窗口期”——这,就是测雨雷达立在山巅的意义。

  来源:中国水利报 2026年9月12日

作者:张佳鑫 谭艳